علوم وفضاء

المقاومة المكافئة: هل تكفي لفحص قدرة كل فرع؟

قدرات زوجين متوازيين بالمكافئة نفسها
جهد 12V؛ القدرة الكلية 24W لكل زوج.

المقاومة المكافئة وقدرة الفروع سؤالان مختلفان. نثبت الجهد والمكافئة، ثم نغير توزيع المقاومات في نموذج مؤلف. [1][2]

الخلاصة السريعة

لا؛ المكافئة تحدد قدرة المجموعة عند الجهد المعطى، ولا تحدد حصة كل فرع. [2]

  • نموذج تيار مستمر: مقاومتان أوميتان ثابتتان على التوازي، وأسلاك ومصدر مثاليان جهده 12V. المكافئة 6Ω؛ r1 وr2 قيمتاهما العدديتان بالأوم، موجبتان منتهيتان. [1]
  • 1/6=1/r1+1/r2؛ تيار المصدر 2A وقدرته 24W. قدرات الفروع بالواط: P1=144/r1 وP2=144/r2، ومجموعهما 24 ضمن النموذج. [1][2]
  • الزوج A: r1=r2=12، فتكون القدرتان 12W و12W. الزوج B: r1=8 وr2=24، فتكونان 18W و6W. كلاهما بالمكافئة نفسها، لكن الثاني يخالف سقف المسألة 15W لكل فرع. [2]
  • كل زوج بالمكافئة نفسها يحقق r2=6r1/(r1−6) مع r1>6. اختيار r1 يحدد r2؛ لا نختار القيمتين مستقلتين ثم نفترض بقاء المكافئة. [1]
  • السقف 15W يفرض r1≥48/5 وr2≥48/5. بالتعويض في علاقة الزوج: 48/5≤r1≤16. الطرفان مشمولان؛ القدرتان 15W و9W عند الأول، و9W و15W عند الثاني. [1][2]
  • لا نقسم قدرة المجموعة بالتساوي إلا مع تساوي المقاومتين هنا. ولو فرضنا سقفًا أقل من 12W لكل فرع لاستحال تحقيقه؛ لأن مجموع قدرتيهما 24W. [2]

ثبت النموذج والوحدات

نموذج تيار مستمر: مقاومتان أوميتان ثابتتان على التوازي، وأسلاك ومصدر مثاليان جهده 12V. المكافئة 6Ω؛ r1 وr2 قيمتاهما العدديتان بالأوم، موجبتان منتهيتان. [1]

احسب الكلي وقدرة الفرع

1/6=1/r1+1/r2؛ تيار المصدر 2A وقدرته 24W. قدرات الفروع بالواط: P1=144/r1 وP2=144/r2، ومجموعهما 24 ضمن النموذج. [1][2]

قارن زوجين بالمكافئة نفسها

الزوج A: r1=r2=12، فتكون القدرتان 12W و12W. الزوج B: r1=8 وr2=24، فتكونان 18W و6W. كلاهما بالمكافئة نفسها، لكن الثاني يخالف سقف المسألة 15W لكل فرع. [2]

استخرج عائلة الأزواج كلها

كل زوج بالمكافئة نفسها يحقق r2=6r1/(r1−6) مع r1>6. اختيار r1 يحدد r2؛ لا نختار القيمتين مستقلتين ثم نفترض بقاء المكافئة. [1]

حل شرط القدرة لكل مقاومة

السقف 15W يفرض r1≥48/5 وr2≥48/5. بالتعويض في علاقة الزوج: 48/5≤r1≤16. الطرفان مشمولان؛ القدرتان 15W و9W عند الأول، و9W و15W عند الثاني. [1][2]

مجال المقاومة الأولى مع ارتباط الثانية بها
الطرفان مشمولان عند سقف 15W لكل فرع.

لا تفترض القسمة بالتساوي

لا نقسم قدرة المجموعة بالتساوي إلا مع تساوي المقاومتين هنا. ولو فرضنا سقفًا أقل من 12W لكل فرع لاستحال تحقيقه؛ لأن مجموع قدرتيهما 24W. [2]

المراجع

  1. OpenStax: التوازي والمكافئة
  2. OpenStax: قدرة المقاومة

التوصيل على التوالي والتوازي

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.